KR20160138160A - 펠리클 프레임, 펠리클 및 그 제조 방법, 노광 원판 및 그 제조 방법, 노광 장치, 그리고 반도체 장치의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

두께 방향의 일단부면이며 펠리클막이 지지되는 측의 일단부면에 형성된 홈과, 외주면과 상기 일단부면에 형성된 홈의 벽면과의 사이를 관통하는 관통 구멍을 갖는 프레임 본체를 구비하는, 펠리클 프레임.

Description

펠리클 프레임, 펠리클 및 그 제조 방법, 노광 원판 및 그 제조 방법, 노광 장치, 그리고 반도체 장치의 제조 방법 {PELLICLE FRAME, PELLICLE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF, EXPOSURE ORIGINAL PLATE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF, EXPOSURE DEVICE, AND SEMICONDUCTOR DEVICE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 펠리클 프레임, 펠리클 및 그 제조 방법, 노광 원판 및 그 제조 방법, 노광 장치, 그리고 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스(반도체 장치)의 고집적화 및 미세화는 해마다 가속되고 있다.
예를 들어, 현재는 엑시머 노광으로 선 폭 45nm 정도의 패턴이 형성되고 있지만, 최근에는 반도체 디바이스의 추가적인 미세화에 수반하여, 선 폭 32nm 이하의 패턴의 형성이 요구되고 있다. 이러한 미세 가공은, 종래의 엑시머 노광으로는 대응이 어렵다. 따라서, 노광광을 보다 단파장의 EUV(Extreme Ultra Violet: 극단 자외)광으로 바꾸는 것이 검토되고 있다.
EUV광은, 모든 물질에 흡수되기 쉬운 특성을 갖는다.
그래서, 노광광으로서 EUV광을 사용하는 포토리소그래피(이하, 「EUV 리소그래피」라고도 함)에서는, 반사 광학계를 사용하여 노광을 행한다. 구체적으로는, 노광 패턴이 반영된 원판에 의해 EUV광을 반사시키고, 반사광으로서의 EUV광에 의해 레지스트를 노광한다. 이때, 원판에 이물이 부착되어 있으면, EUV광이 이물에 흡수되거나, EUV광이 산란되기 때문에, 원하는 패턴으로 노광되지 않는 경우가 있다.
따라서, 원판의 EUV광 조사면을 펠리클로 보호하는 것이 검토되고 있다.
펠리클의 구성은, 원판의 EUV광 조사면을 보호하기 위한 펠리클막과, 이 펠리클막을 지지하는 펠리클 프레임(프레임 본체)을 갖는 구성으로 되어 있다.
EUV 리소그래피에 사용되는 펠리클막으로서는, EUV광에 대하여 높은 투과성을 가질 것, EUV광의 조사에 의해 분해ㆍ변형되지 않을 것이 요구된다. 이러한 요구를 충족시키는 펠리클막으로서, 단결정 실리콘막 등의 실리콘 결정막(예를 들어, 하기 문헌 1 및 2 참조), 금속 메쉬 상에 적층된 질화알루미늄막(예를 들어, 하기 문헌 3 참조), 그래핀막(예를 들어, 하기 문헌 4 참조) 등이 제안되어 있다.
일본 특허 공개 제2010-256434호 공보 일본 특허 공개 제2009-116284호 공보 일본 특허 공개 제2005-43895호 공보 국제 공개 제2011/160861호
그런데, 일반적으로, 펠리클막은 매우 찢어지기 쉬운 성질을 갖고 있다. 이로 인해, 펠리클막의 취급에는 세심한 주의가 요구된다. 펠리클막 중에서도 무기계 재료를 포함하는 펠리클막(예를 들어, 상기 문헌 1 내지 4에 기재된 펠리클막)은, 찢어지기 쉽고, 자립하기 어려운 막일 뿐만 아니라, 기계적인 접촉에 의해서도 흠집이나 발진(發塵)의 원인으로 되는 막이다. 이로 인해, 무기계 재료를 포함하는 펠리클막(예를 들어, 상기 문헌 1 내지 4에 기재된 펠리클막)의 취급에는, 한층 더 주의가 요구된다.
또한, 반도체 디바이스의 미세화에 수반하여, 펠리클막, 펠리클 프레임, 원판과 같은 부재에 이물이 부착되지 않도록 하기 위해, 한층 더 주의가 요구된다.
이상의 관점에서, 펠리클 프레임과 다른 부재(예를 들어, 펠리클막, 다른 펠리클 프레임, 원판 등)를 고정할 때, 펠리클 프레임 및 다른 부재의 각각의 전방면 및 배면을, 장치, 지그, 손 등에 의해 접촉하지 않도록 하여 양자를 고정하는 방법에 대하여 검토를 행하였다.
여기서, 펠리클 프레임에 대하여, 「전방면」이란, 두께 방향의 일단부면 및 타단부면 중 한쪽을 가리키고, 「배면」이란, 두께 방향의 일단부면 및 타단부면 중 다른쪽을 가리킨다.
또한, 펠리클막에 대하여 「전방면」 및 「배면」이란, 한쪽의 막면 및 다른쪽의 막면을 가리킨다.
원판에 대하여 「전방면」이란, 광조사면을 가리키고, 「배면」이란, 광조사면과는 반대측의 면을 가리킨다.
본 발명은 상기에 비추어 이루어진 것이며, 이하의 목적을 달성하는 것을 과제로 한다.
즉, 본 발명의 목적은, 펠리클 프레임과 펠리클막을 직접 또는 다른 부재(예를 들어 다른 펠리클 프레임)를 통하여 고정하여 펠리클을 제조할 때, 펠리클 프레임 및 펠리클막의 각각의 전방면 및 배면에 접촉하지 않고 양자를 고정할 수 있는 펠리클 프레임, 상기 펠리클 프레임을 구비한 펠리클, 상기 펠리클을 구비한 노광 원판과, 상기 노광 원판을 사용한 노광 장치 및 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 펠리클 프레임 및 펠리클막의 각각의 전방면 및 배면에 접촉하지 않고 펠리클을 제조할 수 있는 펠리클의 제조 방법과, 펠리클 및 원판의 각각의 전방면 및 배면에 접촉하지 않고 노광 원판을 제조할 수 있는 노광 원판의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 구체적 수단은 이하와 같다.
<1> 두께 방향의 일단부면이며 펠리클막이 지지되는 측의 일단부면에 형성된 홈과, 외주면과 상기 일단부면에 형성된 홈의 벽면과의 사이를 관통하는 관통 구멍을 갖는 프레임 본체를 구비하는, 펠리클 프레임.
<2> 상기 프레임 본체는, 두께 방향의 타단부면에 형성된 홈과, 외주면과 상기 타단부면에 형성된 홈의 벽면과의 사이를 관통하는 관통 구멍을 더 갖는, <1>에 기재된 펠리클 프레임.
<3> 추가로, 상기 일단부면에 접하는 접착제층을 구비하는, <1> 또는 <2>에 기재된 펠리클 프레임.
<4> <1> 내지 <3> 중 어느 하나에 기재된 펠리클 프레임인 제1 펠리클 프레임과,
상기 제1 펠리클 프레임의 상기 프레임 본체의 상기 일단부면 측에 지지된 펠리클막을 구비하는, 펠리클.
<5> 상기 펠리클막이 결정 실리콘, 다이아몬드 라이크 카본, 그래파이트, 아몰퍼스 카본, 그래핀, 탄화규소, 질화규소 및 질화알루미늄으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 무기계 재료를 포함하는, <4>에 기재된 펠리클.
<6> 상기 펠리클막의 두께가 10nm 내지 200nm인, <4> 또는 <5>에 기재된 펠리클.
<7> 상기 제1 펠리클 프레임과 상기 펠리클막의 사이에, 상기 펠리클막에 접하는 제2 펠리클 프레임을 구비하는, <4> 내지 <6> 중 어느 하나에 기재된 펠리클.
<8> 상기 펠리클막으로서의 실리콘 결정막과 상기 제2 펠리클 프레임으로서의 프레임 형상의 실리콘 기판으로 이루어지는 복합 부재를 구비하는, <7>에 기재된 펠리클.
<9> <1> 내지 <3> 중 어느 하나에 기재된 펠리클 프레임과 펠리클막을, 상기 프레임 본체의 상기 일단부면과 상기 펠리클막이 대향하도록 배치하는 배치 공정과,
상기 외주면과 상기 일단부면에 형성된 홈의 벽면과의 사이를 관통하는 관통 구멍을 통하여, 상기 일단부면에 형성된 홈의 내부를 감압함으로써, 상기 펠리클 프레임과 상기 펠리클막을 고정하는 고정 공정을 갖는, 펠리클의 제조 방법.
<10> 상기 고정 공정에서의 상기 감압은, 상기 펠리클 프레임 및 상기 펠리클막이 가압 분위기하에 배치된 상태에서 행하는, <9>에 기재된 펠리클의 제조 방법.
<11> <4> 내지 <8> 중 어느 하나에 기재된 펠리클과,
상기 펠리클의 상기 제1 펠리클 프레임의 측에 배치된 원판을 구비하는, 노광 원판.
<12> 상기 제1 펠리클 프레임의 상기 프레임 본체는, 두께 방향의 타단부면에 형성된 홈과, 외주면과 상기 타단부면에 형성된 홈의 벽면과의 사이를 관통하는 관통 구멍을 더 갖는, <11>에 기재된 노광 원판.
<13> <4> 내지 <8> 중 어느 하나에 기재된 펠리클이며, 상기 제1 펠리클 프레임의 상기 프레임 본체가, 또한 두께 방향의 타단부면에 형성된 홈, 및 외주면과 상기 타단부면에 형성된 홈의 벽면과의 사이를 관통하는 관통 구멍을 갖는 펠리클과, 원판을, 상기 타단부면과 상기 원판이 대향하도록 배치하는 배치 공정과,
상기 외주면과 상기 타단부면에 형성된 홈의 벽면과의 사이를 관통하는 관통 구멍을 통하여, 상기 타단부면에 형성된 홈의 내부를 감압함으로써, 상기 펠리클과 상기 원판을 고정하는 고정 공정을 갖는, 노광 원판의 제조 방법.
<14> 상기 고정 공정에서의 상기 감압은, 상기 펠리클 및 상기 원판이 가압 분위기하에 배치된 상태에서 행하는, <13>에 기재된 노광 원판의 제조 방법.
<15> <11> 또는 <12>에 기재된 노광 원판을 구비하는, 노광 장치.
<16> 노광광을 방출하는 광원과,
<11> 또는 <12>에 기재된 노광 원판과,
상기 광원으로부터 방출된 노광광을 상기 노광 원판으로 유도하는 광학계를 갖고,
상기 노광 원판은, 상기 광원으로부터 방출된 노광광이 상기 펠리클막을 투과하여 상기 원판에 조사되도록 배치되어 있는, 노광 장치.
<17> 상기 노광광이 EUV광인, <16>에 기재된 노광 장치.
<18> 광원으로부터 방출된 노광광을, <11> 또는 <12>에 기재된 노광 원판의 상기 펠리클막을 투과시켜 상기 원판에 조사하고, 상기 원판에서 반사시키는 스텝과,
상기 원판에 의해 반사된 노광광을, 상기 펠리클막을 투과시켜 감응 기판에 조사함으로써, 상기 감응 기판을 패턴형으로 노광하는 스텝을 갖는, 반도체 장치의 제조 방법.
<19> 상기 노광광이 EUV광인, <18>에 기재된 반도체 장치의 제조 방법.
본 발명에 따르면, 펠리클 프레임과 펠리클막을 직접 또는 다른 부재를 통하여 고정하여 펠리클을 제조할 때, 펠리클 프레임 및 펠리클막의 각각의 전방면 및 배면에 접촉하지 않고 양자를 고정할 수 있는 펠리클 프레임, 상기 펠리클 프레임을 구비한 펠리클, 상기 펠리클을 구비한 노광 원판과, 상기 노광 원판을 사용한 노광 장치 및 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 펠리클 프레임 및 펠리클막의 각각의 전방면 및 배면에 접촉하지 않고 펠리클을 제조할 수 있는 펠리클의 제조 방법, 그리고 펠리클 및 원판의 각각의 전방면 및 배면에 접촉하지 않고 노광 원판을 제조할 수 있는 노광 원판의 제조 방법이 제공된다.
도 1은 본 실시 형태의 일례인 펠리클 프레임(프레임 본체)을, 일단부면을 관찰할 수 있는 방향에서 본 개략 사시도이다.
도 2는 본 실시 형태의 일례에 관한 펠리클 프레임(프레임 본체)을, 타단부면을 관찰할 수 있는 방향에서 본 개략 사시도이다.
도 3은 도 1의 A-A선 단면도이다.
도 4는 본 실시 형태의 변형예에 관한 펠리클 프레임(프레임 본체)의 부분 단면도이다.
도 5는 본 실시 형태의 변형예에 관한 펠리클 프레임(프레임 본체)의 개략 사시도이다.
도 6은 본 실시 형태의 변형예에 관한 펠리클 프레임(프레임 본체)의 개략 사시도이다.
도 7은 본 실시 형태의 변형예에 관한 펠리클 프레임(프레임 본체)의 개략 사시도이다.
도 8은 본 실시 형태의 일례에 관한 펠리클의 개략 단면도이다.
도 9는 본 실시 형태의 노광 장치의 일례에 관한 EUV 노광 장치의 개략 단면도이다.
이하, 적절히 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다. 그러나, 본 발명은 도면 등의 구체적인 실시 형태에 한정되는 일은 없다. 또한, 각 도면에 공통인 요소에 대해서는, 동일한 부호를 부여하는 경우가 있으며, 중복된 설명을 생략하는 경우가 있다. 또한, 도면에서는 구조를 보기 쉽게 하기 위해, 은선(隱線)의 일부를 생략하는 경우가 있다.
<펠리클 프레임>
본 실시 형태의 펠리클 프레임은, 두께 방향의 일단부면이며 펠리클막이 지지되는 측의 일단부면에 형성된 홈과, 외주면과 상기 일단부면에 형성된 홈의 벽면과의 사이를 관통하는 관통 구멍을 갖는 프레임 본체를 구비한다.
본 실시 형태의 펠리클 프레임은, 필요에 따라, 프레임 본체 이외의 요소(예를 들어 후술하는 접착제층 등)를 구비하고 있어도 된다.
본 실시 형태의 펠리클 프레임 및 프레임 본체는, 통상의 펠리클 프레임과 마찬가지로, 펠리클막을 지지하기 위한 프레임 형상의 부재이다.
본 명세서 중에 있어서, 프레임 본체의 「두께 방향의 일단부면이며 펠리클막이 지지되는 측의 일단부면」이란, 프레임 본체의 두께 방향의 2개의 단부면 중, 펠리클막이 지지되는 측의 단부면을 가리킨다.
본 실시 형태에 있어서, 상기 관통 구멍은, 프레임 본체의 외주면의 일부와, 상기 일단부면에 형성된 홈의 벽면(측면 또는 저면. 이하 동일함)의 일부와의 사이를 관통하고 있다. 이로 인해, 본 실시 형태의 펠리클 프레임의 프레임 본체의 상기 일단부면과 펠리클막을 직접 또는 다른 부재(예를 들어, 후술하는 제2 펠리클 프레임 등의 다른 펠리클 프레임. 이하 동일함)를 통하여 대향 배치시킨 상태에서, 상기 관통 구멍을 통하여 상기 홈의 내부를 감압함으로써, 펠리클 프레임과 펠리클막의 사이에 서로 압박하는 힘을 작용시킬 수 있다. 이로 인해, 펠리클 프레임 및 펠리클막의 각각의 전방면 및 배면에 (장치, 지그, 손 등에 의해) 접촉하지 않고, 양자를 고정할 수 있다.
따라서, 본 실시 형태의 펠리클 프레임에 따르면, 펠리클 프레임과 펠리클막을 직접 또는 다른 부재를 통하여 고정하여 펠리클을 제조할 때, 펠리클 프레임 및 펠리클막의 각각의 전방면 및 배면에 접촉하지 않고 양자를 고정할 수 있다고 하는 효과가 발휘된다.
또한, 본 실시 형태에 있어서, 「서로 압박하는 힘」은 서로 끌어당기는 힘과 동의이다.
본 실시 형태의 펠리클 프레임을 사용함으로써, 펠리클 프레임이나 펠리클막에 접촉하는 것에 따른, 펠리클 프레임 및 펠리클막에 대한 이물의 부착을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 펠리클 프레임을 사용함으로써, 펠리클막에 접촉하는 것에 따른, 펠리클막의 찢어짐, 흠집, 발진 등을 방지할 수 있다.
그런데, 최근, 반도체 디바이스의 미세화에 수반하여, 펠리클이나 원판에 대한 이물의 부착을 억제하는 요구가 한층 더 강해지고 있다.
또한, 선 폭 32nm 이하의 패턴 형성은, 예를 들어 EUV 리소그래피에 의해 행해진다. EUV 리소그래피에 사용되는, 무기계 재료를 포함하는 펠리클막은, 유기계 재료를 포함하는 펠리클막과 비교하여 찢어지기 쉽고, 자립하기 어렵고, 또한 기계적인 접촉에 의해 흠집이나 발진을 발생시키기 쉽다. 이로 인해, 무기계 재료를 포함하는 펠리클막을 사용하여 펠리클을 제작하는 경우에는, 펠리클막의 막면에 접촉하지 않고 펠리클을 제작하고자 하는 요구가 크다. 여기서, 「자립」이란, 단독으로 막 형상을 유지할 수 있음을 가리킨다.
본 실시 형태의 펠리클 프레임에 따르면, 반도체 디바이스의 미세화에 수반하는 이들 요구에 부응할 수 있다.
구체적으로는, 본 실시 형태의 펠리클 프레임은, 특히 파장이 짧은 노광광(예를 들어, EUV광, EUV광보다 더 파장이 짧은 광 등)을 사용한 리소그래피용 펠리클, 그 중에서도 무기계 재료를 포함하는 펠리클막을 구비한 펠리클의 제작에 적합하다.
본 실시 형태에 있어서, EUV(Extreme Ultra Violet: 극단 자외)광이란, 파장 5nm 내지 30nm의 광을 가리킨다.
EUV광의 파장은 5nm 내지 13.5nm가 바람직하다.
본 실시 형태에서는, EUV광 및 EUV광보다 파장이 짧은 광을 총칭하여 「EUV광 등」이라고 하는 경우가 있다.
본 실시 형태의 펠리클 프레임의 바람직한 형태는, 프레임 본체가, 두께 방향의 타단부면에 형성된 홈과, 외주면과 상기 타단부면에 형성된 홈의 벽면과의 사이를 관통하는 관통 구멍을 더 갖는 형태이다.
이 형태의 펠리클 프레임은, 프레임 본체의 일단부면의 측에 펠리클막이 배치되고, 타단부면의 측에 원판이 배치되어 이루어지는, 노광 원판의 제작에 적합하다. 이 노광 원판의 제작에서는, 상기 형태의 펠리클 프레임을 사용함으로써, 펠리클 프레임 및 펠리클막에 접촉하지 않고 펠리클을 제작할 수 있고, 또한 상기 펠리클 및 원판에 접촉하지 않고 노광 원판을 제작할 수 있다.
상기 형태의 펠리클 프레임을 사용함으로써, 펠리클 프레임 및 펠리클막에 접촉하지 않고 펠리클을 제작할 수 있는 이유는 전술한 바와 같다. 즉, 펠리클 프레임의 프레임 본체의 외주면과 상기 일단부면에 형성된 홈의 벽면과의 사이를 관통하는 관통 구멍을 통하여, 상기 일단부면에 형성된 홈의 내부를 감압함으로써, 펠리클 프레임과 펠리클막의 사이에 서로 압박하는 힘(즉, 서로 끌어당기는 힘)을 작용시킬 수 있기 때문이다.
상기 형태의 펠리클 프레임을 사용함으로써, 상기 펠리클 및 원판에 접촉하지 않고 노광 원판을 제작할 수 있는 이유는, 펠리클 프레임의 프레임 본체의 외주면과 상기 타단부면에 형성된 홈의 벽면과의 사이를 관통하는 관통 구멍을 통하여, 상기 타단부면에 형성된 홈의 내부를 감압함으로써, 펠리클과 원판의 사이에 서로 압박하는 힘(즉, 서로 끌어당기는 힘)을 작용시킬 수 있기 때문이다.
(펠리클 프레임의 일례)
이어서, 본 실시 형태의 펠리클 프레임의 일례를, 도 1 내지 도 3을 참조하면서 설명한다. 단, 본 실시 형태의 펠리클 프레임은 이 일례에 의해 한정되는 일은 없다.
도 1은, 프레임 본체(100)의 일단부면(10)을 관찰할 수 있는 방향에서 본 개략 사시도이고, 도 2는, 동일한 프레임 본체(100)의 타단부면(20)을 관찰할 수 있는 방향에서 본 개략 사시도이다.
도 3은, 도 1의 A-A선 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 프레임 본체(100)(펠리클 프레임)의 형상은 직사각형의 프레임 형상이다. 프레임 본체(100)가 펠리클의 일 부재로서 사용되었을 때에는, 프레임 본체(100)에 의해 둘러싸인 개구부(50)를 노광광(E)이 통과한다.
프레임 본체(100)의 외형은, 프레임 본체(100)의 두께 방향의 일단부면(10)과, 타단부면(20)과, 4개의 면으로 이루어지는 외주면(30)과, 4개의 면으로 이루어지는 내주면(40)에 의해 확정된다.
프레임 본체(100)의 일단부면(10)은, 프레임 본체(100)를 사용하여 노광 원판을 제작하였을 때, 펠리클막이 배치되는 측의 단부면이고, 프레임 본체(100)의 타단부면(20)은, 프레임 본체(100)를 사용하여 노광 원판을 제작하였을 때, 원판이 배치되는 측의 단부면이다.
또한, 프레임 본체(100)의 두께 방향에서 본 형상은, 상술한 바와 같이 직사각 형상이지만, 본 실시 형태의 프레임 본체의 두께 방향에서 본 형상은 직사각 형상에 한정되지 않고, 직사각 형상 이외의 형상(예를 들어, 사다리꼴 형상, 프레임의 외측 부분에 돌출부를 갖는 형상 등)이어도 된다.
도 1 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 일단부면(10)에는 홈(12)이 형성되어 있다.
이 실시 형태에 있어서, 프레임 본체(100)의 두께 방향에서 본 홈(12)의 형상은, 프레임 본체(100)의 형상을 따라 일주하는 무단 형상으로 되어 있다.
프레임 본체의 두께 방향에서 본 홈의 형상의 변형예에 대해서는 후술한다.
프레임 본체(100)는, 관통 구멍(14A) 및 관통 구멍(14B)을 갖고 있다.
관통 구멍(14A) 및 관통 구멍(14B)은, 각각 홈(12)의 저면과 외주면(30)의 사이를 관통하고 있다.
여기서, 관통 구멍(14A 및 14B)은, 각각 홈(12)의 측면과 외주면(30)의 사이를 관통하고 있어도 된다.
또한, 관통 구멍(14A 및 14B) 중 어느 한쪽은 생략되어도 된다. 즉, 프레임 본체(100)에서는, 하나의 홈(홈(12))에 대하여 2개의 관통 구멍(관통 구멍(14A 및 14B))이 접속되어 있지만, 본 실시 형태는 이 형태에는 한정되지 않는다. 본 실시 형태에서는, 하나의 홈(홈(12))에 대하여, 적어도 하나의 관통 구멍이 접속되어 있으면 된다.
또한, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 일단부면(10)과는 반대측의 타단부면(20)에는 홈(22)이 형성되어 있다.
이 실시 형태에 있어서, 홈(22)의 형상도, 홈(12)의 형상과 마찬가지로, 두께 방향에서 보았을 때, 프레임 본체(100)의 형상을 따라 일주하는 무단 형상으로 되어 있다.
프레임 본체(100)는, 관통 구멍(24A) 및 관통 구멍(24B)을 갖고 있다.
관통 구멍(24A) 및 관통 구멍(24B)은, 각각 홈(22)의 저면과 외주면(30)의 사이를 관통하고 있다.
관통 구멍(24A 및 24B)의 변형에 대해서는, 관통 구멍(14A 및 14B)의 변형과 마찬가지이다.
상술한 프레임 본체(100)(펠리클 프레임)는, 일단부면(10)의 측에 펠리클막을 고정(지지)하여 펠리클을 제작하는 용도에 적합하다.
일단부면(10)의 측에 펠리클막을 고정하는 경우에 대하여 설명하면, 프레임 본체(100)에는, 펠리클막과의 대향면이 되는 일단부면(10)에 홈(12)이 형성되고, 또한 이 홈(12)에 접속하는 관통 구멍(14A 및 14B)이 형성되어 있다. 이로 인해, 일단부면(10)에 펠리클막을 고정할 때, 관통 구멍(14A 및 14B)을 통하여 홈(12)의 내부를 (예를 들어 진공 펌프 등의 배기 수단에 의해) 감압함으로써, 프레임 본체(100)와 펠리클막의 사이의 압력을 감압할 수 있다. 이 감압에 의해, 프레임 본체(100)와 펠리클막의 사이에 서로 압박하는 힘(즉, 서로 끌어당기는 힘)을 작용시킬 수 있으므로, 프레임 본체(100) 및 펠리클막의 각각의 전방면 및 배면(즉, 프레임 본체(100)의 일단부면(10) 및 타단부면(20)과, 펠리클막의 한쪽의 막면 및 다른쪽의 막면)에 접촉하지 않고, 양자를 고정할 수 있다.
상기 프레임 본체(100)와 펠리클막의 고정은, 접착제층을 개재하여 행해져도 된다. 접착제층을 개재한 경우에는, 감압함으로써, 프레임 본체(100)와 펠리클막을 접착제층을 개재하여 압박할 수 있기 때문에, 프레임 본체(100)와 펠리클막을 확실히 고정할 수 있다.
펠리클의 제조 방법의 구체적인 형태에 대해서는 후술한다.
또한, 상술한 프레임 본체(100)는, 타단부면(20)의 측에 원판을 고정하여 노광 원판을 제작하는 용도에도 적합하다.
타단부면(20)의 측에 원판을 고정하는 경우에 대하여 설명하면, 프레임 본체(100)에는, 원판과의 대향면이 되는 타단부면(20)에 홈(22)이 형성되고, 또한 이 홈(22)에 접속하는 관통 구멍(24A 및 24B)이 형성되어 있다. 이로 인해, 타단부면(20)에 원판을 고정할 때, 관통 구멍(24A 및 24B)을 통하여 홈(22)의 내부를 (예를 들어 진공 펌프 등의 배기 수단에 의해) 감압함으로써, 프레임 본체(100)와 원판의 사이의 압력을 감압할 수 있다. 이 감압에 의해, 프레임 본체(100)와 원판의 사이에 서로 압박하는 힘을 작용시킬 수 있으므로, 프레임 본체(100) 및 원판의 각각의 전방면 및 배면(즉, 프레임 본체(100)의 일단부면(10) 및 타단부면(20)과, 원판의 광조사면 및 광조사면과는 반대측의 면)에 접촉하지 않고, 양자를 고정할 수 있다. 상기 고정은 접착제층을 개재하여 행해져도 된다. 그 후, 프레임 본체(100)의 일단부면(10)측에, (필요에 따라 접착제층을 개재하여) 펠리클막을 고정해도 된다.
또한, 상술한 프레임 본체(100)는, 우선 프레임 본체(100)에 펠리클막을 고정하여 펠리클을 제작하고, 계속해서, 얻어진 펠리클과 원판을 고정하여 노광 원판을 제작하는 용도에도 적합하다. 이 노광 원판의 제작에서는, 상술한 바와 같이, 프레임 본체(100) 및 펠리클막의 각각의 전방면 및 배면에 접촉하지 않고 양자를 고정하여 펠리클을 제작할 수 있고, 계속해서, 펠리클 및 원판의 각각의 전방면 및 배면에 접촉하지 않고 양자를 고정하여 노광 원판을 제작할 수 있다.
프레임 본체(100)의 치수는, 예를 들어 이하의 치수로 할 수 있다.
프레임 본체(100)의 긴 변 방향의 길이(L1)는, 예를 들어 135mm 내지 153mm로 할 수 있으며, 140mm 내지 152mm가 바람직하고, 145mm 내지 151mm가 보다 바람직하다.
프레임 본체(100)의 짧은 변 방향의 길이(L2)는, 예를 들어 100mm 내지 130mm로 할 수 있으며, 105mm 내지 125mm가 바람직하고, 110mm 내지 120mm가 보다 바람직하다.
긴 변 방향의 길이(L1)와 짧은 변 방향의 길이(L2)는 동일 치수여도 된다. 즉, 프레임 본체(100)의 형상은 정사각형 형상이어도 된다.
프레임 본체(100)의 프레임 폭(틀 폭)(W)은, 예를 들어 1.0mm 내지 5.0mm로 할 수 있으며, 1.2mm 내지 3.5mm가 바람직하고, 1.5mm 내지 2.5mm가 보다 바람직하다. 프레임 폭은, 직사각형 형상의 프레임 본체(100)의 4변에 있어서, 동일한 치수로 해도 되고, 상이한 치수로 해도 된다.
또한, 프레임 본체(100)에 의해 둘러싸인 개구부(50)(관통 구멍)의 긴 변 방향의 길이는, 예를 들어 130mm 내지 152mm로 할 수 있으며, 135mm 내지 151mm가 바람직하고, 140mm 내지 150mm가 보다 바람직하다.
또한, 개구부(50)의 폭은, 예를 들어 95mm 내지 130mm로 할 수 있으며, 100mm 내지 125mm가 바람직하고, 105mm 내지 120mm가 보다 바람직하다.
펠리클 프레임의 두께(t)는, 예를 들어 0.5mm 내지 5.0mm로 할 수 있으며, 0.5mm 내지 3.0mm가 바람직하고, 0.5mm 내지 2.0mm가 보다 바람직하다.
또한, 홈(12) 및 홈(22)의 폭은, 홈에서의 압력 손실 저감, 프레임 본체의 프레임 폭과의 관계 등을 고려하여 적절히 설정할 수 있지만, 예를 들어 10㎛ 내지 1.0mm로 할 수 있으며, 50㎛ 내지 700㎛가 바람직하고, 100㎛ 내지 600㎛가 보다 바람직하고, 200㎛ 내지 500㎛가 특히 바람직하다.
또한, 홈(12) 및 홈(22)의 깊이는, 홈에서의 압력 손실 저감, 프레임 본체의 두께와의 관계 등을 고려하여 적절히 설정할 수 있지만, 예를 들어 10㎛ 내지 1.0mm로 할 수 있으며, 50㎛ 내지 700㎛가 바람직하고, 100㎛ 내지 600㎛가 보다 바람직하고, 200㎛ 내지 500㎛가 특히 바람직하다.
또한, 관통 구멍(14A, 14B, 24A 및 24B)의 폭은, 관통 구멍에서의 압력 손실 저감, 프레임 본체의 두께와의 관계 등을 고려하여 적절히 설정할 수 있지만, 예를 들어 10㎛ 내지 1.0mm로 할 수 있으며, 50㎛ 내지 700㎛가 바람직하고, 100㎛ 내지 600㎛가 보다 바람직하고, 200㎛ 내지 500㎛가 특히 바람직하다.
또한, 관통 구멍(14A, 14B, 24A 및 24B)의 길이는, 관통 구멍에서의 압력 손실 저감 등을 고려하여 적절히 설정할 수 있지만, 예를 들어 0.5mm 내지 10mm로 할 수 있으며, 0.7mm 내지 5.0mm가 바람직하고, 1.0mm 내지 2.0mm가 보다 바람직하다.
여기서, 관통 구멍의 폭이란, 관통 구멍으로 이루어지는 유로의 유로 폭을 가리키고, 관통 구멍의 길이란, 관통 구멍으로 이루어지는 유로의 유로 길이를 가리킨다.
프레임 본체(100)(펠리클 프레임)의 재질에는 특별히 제한은 없으며, 펠리클 프레임에 사용되는 통상의 재질로 할 수 있다.
프레임 본체(100)의 재질로서, 구체적으로는 알루미늄, 알루미늄 합금(5000계, 6000계, 7000계 등), 스테인리스, 실리콘, 실리콘 합금, 철, 철계 합금, 탄소강, 공구강, 세라믹스, 금속-세라믹스 복합 재료, 수지 등을 들 수 있다. 그 중에서도 알루미늄, 알루미늄 합금이 경량이면서 강성의 면에서 보다 바람직하다.
또한, 프레임 본체(100)는, 그 표면에 보호막을 가져도 된다.
보호막으로서는, 노광 분위기 중에 존재하는 수소 라디칼 및 EUV광 등에 대하여 내성을 갖는 보호막이 바람직하다.
보호막으로서는, 예를 들어 산화 피막을 들 수 있다.
산화 피막은, 양극 산화 등의 공지된 방법에 의해 형성할 수 있다.
또한, 산화 피막은 흑색계 염료에 의해 착색되어 있어도 된다. 프레임 본체(100)가 흑색계 염료에 의해 착색된 산화 피막을 갖는 경우에는, 프레임 본체(100) 상의 이물의 검출이 보다 용이하게 된다.
그 밖에, 프레임 본체(100)의 그 밖의 구성에 대해서는, 예를 들어 일본 특허 공개 제2014-021217호 공보, 일본 특허 공개 제2010-146027호 공보 등의 공지된 펠리클 프레임의 구성을 적절히 참조할 수 있다.
(펠리클 프레임의 변형예)
이하, 본 실시 형태의 일례에 관한 펠리클 프레임의 변형예에 대하여 설명한다.
프레임 본체(100)는, 일단부면(10)과 타단부면(20)의 양쪽에 홈이 형성되어 있지만, 타단부면(20)의 홈은 생략되어도 된다.
도 4는, 본 실시 형태의 변형예에 관한 펠리클 프레임(프레임 본체)의 부분 단면도이며, 도 3의 부분 단면도에 대응하는 것이다.
도 4에 도시하는 프레임 본체는, 일단부면(10)에만 홈(홈(12))이 형성된 예이다.
또한, 도 1 내지 도 3에 도시한 프레임 본체(100)에서는, 홈(12) 및 홈(22)의 형상이, 각각 프레임 본체(100)의 두께 방향에서 보았을 때, 프레임 본체(100)의 4변에 걸쳐 일주하는 무단 형상으로 되어 있지만, 홈의 형상은 이 형태에 한정되지 않고, 유단 형상이어도 된다.
도 5는, 홈의 형상이 유단 형상인, 본 실시 형태의 변형예에 관한 프레임 본체(110)를 개념적으로 도시하는 사시도이다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 프레임 본체(110)의 일단부면(10)에는, 홈(112)이 형성되어 있다. 프레임 본체의 두께 방향에서 본 홈(112)의 형상은, 프레임 본체(110)의 4변에 걸쳐 대략 일주하는 형상으로 되어 있지만 완전히 일주하는 형상은 아니며, 단부(116 및 117)를 갖는 유단 형상으로 되어 있다.
프레임 본체(110)에는, 홈(112)의 저면과 외주면(30)의 사이를 관통하는 관통 구멍(114A 및 114B)이 형성되어 있다.
도 5에서는 도시를 생략하였지만, 프레임 본체(110)의 타단부면에는, 프레임 본체(100)의 타단부면(20)과 마찬가지로 홈이 형성되어 있고, 또한 타단부면측의 홈의 벽면과 외주면을 관통하는 관통 구멍이 형성되어 있다.
프레임 본체(110)에 있어서, 상술한 것 이외의 구성은, 프레임 본체(100)의 구성과 마찬가지이다.
또한, 도 1 내지 도 3에 도시한 프레임 본체(100)에서는, 하나의 단부면에 대하여 하나의 홈이 형성되어 있지만, 본 실시 형태에서는 하나의 단부면에 대하여 2개 이상의 홈이 형성되어 있어도 된다. 하나의 단부면에 대하여 2개 이상의 홈이 형성되어 있는 경우, 2개 이상의 홈의 각각에, 상기 관통 구멍이 접속되어 있는 것이 바람직하다(예를 들어, 도 6 및 도 7 참조).
또한, 프레임 본체가 직사각형 형상인 경우에는, 프레임 본체와 다른 부재의 사이의 서로 압박하는 힘을 보다 효과적으로 작용시키는 관점에서, 프레임 본체의 4변에 홈이 존재하는 것이 바람직하다.
여기서, 「프레임 본체의 4변에 홈이 존재하는」 형태에는, 예를 들어
프레임 본체의 4변에 걸쳐 하나의 홈이 형성되어 있는 형태(예를 들어, 도 1, 도 2 및 도 5 참조),
프레임 본체의 4변의 각각에 대하여 하나 이상의 홈이 형성되어 있는 형태(예를 들어, 도 7 참조),
프레임 본체의 3변에 걸친 2개의 홈이 각각 형성되고, 또한 2개의 홈이 4변에 걸쳐 형성되어 있는 형태(예를 들어, 도 6 참조) 등이 포함된다.
도 6은, 본 실시 형태의 변형예에 관한 프레임 본체(200)를 개념적으로 도시하는 사시도이다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 프레임 본체(200)의 일단부면(10)에는 홈이 2개, 즉 홈(212A) 및 홈(212B)이 형성되어 있다. 프레임 본체(200)에는, 홈(212A) 및 홈(212B)의 각각의 저면과 외주면(30)의 사이를 관통하는 관통 구멍(214A 및 214B)이 각각 형성되어 있다.
또한, 도 6에서는 도시를 생략하였지만, 프레임 본체(200)의 타단부면에는, 프레임 본체(100)의 타단부면(20)과 마찬가지로 홈이 형성되어 있고, 또한 타단부면측의 홈의 벽면과 외주면을 관통하는 관통 구멍이 형성되어 있다.
프레임 본체(200)에 있어서, 상술한 것 이외의 구성은, 프레임 본체(100)의 구성과 마찬가지이며, 바람직한 범위도 마찬가지이다.
도 7은, 본 실시 형태의 변형예에 관한 프레임 본체(300)를 개념적으로 도시하는 사시도이다.
도 7에 도시하는 바와 같이, 프레임 본체(300)의 일단부면(10)에는 홈이 4개, 즉 홈(312A, 312B, 312C 및 312D)이 형성되어 있다. 프레임 본체(300)에는, 홈(312A, 312B, 312C 및 312D)의 각각의 저면과 외주면(30)의 사이를 관통하는 관통 구멍(314A, 314B, 314C 및 314D)이 각각 형성되어 있다.
또한, 도 7에서는 도시를 생략하였지만, 프레임 본체(300)의 타단부면에는, 프레임 본체(100)의 타단부면(20)과 마찬가지로 홈이 형성되어 있고, 또한 타단부면측의 홈의 벽면과 외주면을 관통하는 관통 구멍이 형성되어 있다.
프레임 본체(300)에 있어서, 상술한 것 이외의 구성은, 프레임 본체(100)의 구성과 마찬가지이며, 바람직한 범위도 마찬가지이다.
이상의 변형예는 적절히 조합할 수도 있다.
또한, 프레임 본체(100, 110, 200, 300)의 각각의 타단부면(20)에 존재하는 홈(22)의 형상을, 도 5 내지 도 7에 도시한 일단부면(10)측의 홈의 형상으로 변경할 수도 있다.
(그 밖의 부재)
본 실시 형태의 펠리클 프레임은, 프레임 본체 이외의 그 밖의 부재를 구비하고 있어도 된다.
예를 들어, 본 실시 형태의 펠리클 프레임은, 프레임 본체 외에, 상기 일단부면에 접하는 접착제층을 더 구비할 수 있다. 본 실시 형태의 펠리클 프레임은, 프레임 본체 외에, 상기 타단부면에 접하는 접착제층을 더 구비할 수도 있다.
이들 접착제층은 다른 부재(펠리클막, 원판, 다른 펠리클 프레임 등)와의 접착에 사용되는 층이며, 접착제를 포함한다.
본 실시 형태에 있어서, 「접착제」는 광의의 접착제를 가리키며, 「접착제」의 개념에는 점착제도 포함되는 것으로 한다.
접착제로서는, 아크릴 수지 접착제, 에폭시 수지 접착제, 폴리이미드 수지 접착제, 실리콘 수지 접착제, 무기계 접착제, 양면 점착 테이프, 실리콘 수지 점착제, 아크릴계 점착제, 폴리올레핀계 점착제 등을 들 수 있다.
펠리클막 또는 다른 펠리클 프레임과의 접착에 사용되는 접착제로서는, 아크릴 수지 접착제, 에폭시 수지 접착제, 폴리이미드 수지 접착제, 실리콘 수지 접착제, 무기계 접착제가 바람직하다.
원판과의 접착에 사용되는 접착제로서는, 양면 점착 테이프, 실리콘 수지 점착제, 아크릴계 점착제, 폴리올레핀계 점착제가 바람직하다.
또한, 본 실시 형태의 펠리클 프레임은, 접착제층 상에 박리 라이너(박리 필름이나 세퍼레이터라고도 불리고 있음)를 더 가져도 된다. 박리 라이너로서는, 공지된 것을 특별히 제한없이 사용할 수 있다.
<펠리클>
본 실시 형태의 펠리클은, 상술한 본 실시 형태의 펠리클 프레임인 제1 펠리클 프레임과, 상기 제1 펠리클 프레임의 상기 프레임 본체의 상기 일단부면의 측에 지지된 펠리클막을 구비한다.
본 실시 형태의 펠리클은, 본 실시 형태의 펠리클 프레임을 구비하므로, 본 실시 형태의 펠리클 프레임과 동일한 효과를 발휘한다.
구체적으로는, 본 실시 형태의 펠리클에서는, 제1 펠리클 프레임의 일단부면(펠리클막을 지지하는 측의 단부면)에 상술한 홈이 형성되어 있다. 이로 인해, 본 실시 형태의 펠리클은, 펠리클막 및 제1 펠리클 프레임의 각각의 전방면 및 배면에 접촉하지 않고 제조할 수 있다고 하는 효과(이하, 「효과 1」이라고 함)를 발휘한다.
또한, 본 실시 형태의 펠리클에 있어서, 제1 펠리클 프레임의 타단부면에 상술한 홈이 형성되어 있는 경우에는, 본 실시 형태의 펠리클은, 펠리클 및 원판의 각각의 전방면 및 배면에 접촉하지 않고 노광 원판을 제조할 수 있다고 하는 효과(이하, 「효과 2」라고 함)를 발휘한다.
상기 펠리클막의 재질에는 특별히 제한은 없고, 유기계 재료여도 되고, 무기계 재료여도 되며, 유기계 재료와 무기계 재료의 혼합 재료여도 된다.
유기계 재료로서는, 불소계 중합체 등을 들 수 있다.
무기계 재료로서는, 결정 실리콘(예를 들어, 단결정 실리콘, 다결정 실리콘 등), 다이아몬드 라이크 카본(DLC), 그래파이트, 아몰퍼스 카본, 그래핀, 탄화규소, 질화규소, 질화알루미늄 등을 들 수 있다.
펠리클막은, 상기 재료를 1종 단독으로 포함해도 되고, 2종 이상을 포함해도 된다.
즉, 펠리클막으로서는, 불소계 중합체, 결정 실리콘, 다이아몬드 라이크 카본, 그래파이트, 아몰퍼스 카본, 그래핀, 탄화규소, 질화규소 및 질화알루미늄으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 펠리클막을 들 수 있다.
그 중에서도, EUV광 등에 대하여 높은 투과성을 갖고, 또한 EUV광 등의 조사에 의한 분해 및 변형을 억제할 수 있다는 점에서, 결정 실리콘, 다이아몬드 라이크 카본, 그래파이트, 아몰퍼스 카본, 그래핀, 탄화규소, 질화규소 및 질화알루미늄으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 무기계 재료를 포함하는 펠리클막이 바람직하다.
한편, 이러한 무기계 재료를 포함하는 펠리클막은, 매우 찢어지기 쉽고, 접촉에 의한 흠집 및 발진이 발생하기 쉬운 막이다. 그러나, 본 실시 형태에 따르면, 펠리클막 및 제1 펠리클 프레임의 각각의 전방면 및 배면에 접촉하지 않고 펠리클을 제조할 수 있으므로, 이러한 무기계 재료를 포함하는 펠리클막을 사용한 경우라도, 접촉에 의한 펠리클막의 찢어짐, 흠집, 발진 등을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 펠리클막의 구성은 단층 구성이어도 되고, 2층 이상으로 이루어지는 구성이어도 된다.
펠리클막의 두께(2층 이상으로 이루어지는 경우에는 총 두께)는, 예를 들어 10nm 내지 200nm로 할 수 있으며, 10nm 내지 100nm가 바람직하고, 10nm 내지 70nm가 보다 바람직하고, 10nm 내지 50nm가 특히 바람직하다.
펠리클막의 두께가 얇으면(예를 들어 200nm 이하이면), EUV광 등에 대한 투과성이 우수하다.
한편, 펠리클막의 두께가 얇으면(예를 들어 200nm 이하이면), 펠리클막이 찢어지기 쉬워지는 경향이 된다. 그러나, 본 실시 형태에 따르면, 펠리클막 및 제1 펠리클 프레임의 각각의 전방면 및 배면에 접촉하지 않고 펠리클을 제조할 수 있으므로, 두께가 얇은(예를 들어 200nm 이하의) 펠리클막을 사용한 경우라도, 펠리클막의 찢어짐을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 실시 형태의 펠리클의 바람직한 형태는, 상기 제1 펠리클 프레임과 상기 펠리클막의 사이에, 상기 펠리클막에 접하는 제2 펠리클 프레임을 갖는 형태이다.
이 형태는 펠리클막이 자립하기 어려운 막(예를 들어, 실리콘 결정막 등의 무기계 재료를 포함하는 펠리클막, 두께가 얇은 펠리클막 등)인 경우라도, 제2 펠리클 프레임에 의해 펠리클막의 막 형상을 유지하면서 펠리클을 제조할 수 있다고 하는 이점을 갖는다.
상기 제2 펠리클 프레임을 갖는 형태의 펠리클은, 펠리클막과 제2 펠리클 프레임의 복합 부재를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제2 펠리클 프레임을 갖는 형태의 펠리클은, 제1 펠리클 프레임과 상기 복합 부재를 고정함으로써 적절하게 제작된다.
상기 복합 부재의 일례로서, 펠리클막으로서의 실리콘 결정막과 제2 펠리클 프레임으로서의 프레임 형상의 실리콘 기판(예를 들어 실리콘 웨이퍼)으로 이루어지는 복합 부재를 들 수 있다. 펠리클의 제조에 있어서, 상기 일례에 관한 복합 부재를 사용한 경우에는, 제2 펠리클 프레임(프레임 형상의 실리콘 기판)에 의해 펠리클막(실리콘 결정막)의 막 형상을 유지하면서 펠리클을 제조할 수 있다.
이 일례에 관한 복합 부재는, 예를 들어, 우선, 실리콘 기판 상에 실리콘 결정막을 형성하고, 계속해서, 이 실리콘 기판의 실리콘 결정막 비형성면측에서, 실리콘 기판의 중앙부를 에칭하여 이 중앙부의 실리콘 기판을 제거함으로써 제작할 수 있다. 이 방법으로 제작된 복합 부재의 상기 중앙부에는 실리콘 결정막만이 남고, 이 중앙부의 실리콘 결정막이 펠리클막이 된다. 중앙부 주위의 주변부에는 실리콘 결정막 및 실리콘 기판이 남고, 이 주변부에 남은 실리콘 기판에 의해 제2 펠리클 프레임이 형성된다. 실리콘 기판으로서 원 형상의 실리콘 기판(예를 들어 실리콘 웨이퍼)을 사용한 경우에는, 원 형상의 실리콘 기판 및 실리콘 결정막은, 제1 펠리클 프레임과의 접합 전 또는 접합 후에 있어서, 제1 펠리클 프레임의 외측 형상과 동일한 외측 형상으로 커트되는 것이 바람직하다. 이 커트하는 조작은 「트리밍」이라고 불리고 있다.
또한, 펠리클막과 제2 펠리클 프레임의 복합 부재가, 상기 일례 이외의 복합 부재인 경우에도 동일한 방법에 의해 제작할 수 있다.
(펠리클의 일례)
이어서, 본 실시 형태의 펠리클의 일례를, 도 8을 참조하면서 설명한다. 단, 본 실시 형태의 펠리클은 이 일례에 의해 한정되는 일은 없다.
도 8은, 본 실시 형태의 펠리클의 일례(펠리클(500))의 개략 단면도이다.
도 8에 도시되는 바와 같이, 펠리클(500)의 구성은, 펠리클막(480)과 제2 펠리클 프레임(482)의 복합 부재(490)와, 제1 펠리클 프레임(420)을 접합한 구성으로 되어 있다.
제1 펠리클 프레임(420)은, 프레임 본체(400)와, 프레임 본체(400)의 일단부면에 접하는 접착제층(460)과, 프레임 본체(400)의 타단부면에 접하는 접착제층(462)과, 접착제층(462)에 접하는 박리 라이너(470)를 구비하고 있다.
프레임 본체(400)는, 두께 방향의 일단부면 및 타단부면의 양쪽에, 각각 전술한 프레임 본체(100)와 동일한 홈을 갖고 있다. 또한, 프레임 본체(400)는, 전술한 프레임 본체(100)와 동일한 관통 구멍을 갖고 있다.
제1 펠리클 프레임(420)의 상기 일단부면은, 전술한 프레임 본체(100)에서의 일단부면(10)에 대응하는 단부면이고, 제1 펠리클 프레임(420)의 상기 타단부면은, 전술한 프레임 본체(100)에서의 타단부면(20)에 대응하는 단부면이다.
펠리클(500)에 있어서, 복합 부재(490)와 제1 펠리클 프레임(420)은, 복합 부재(490)의 제2 펠리클 프레임(482)과 제1 펠리클 프레임(420)의 접착제층(460)이 접하도록 배치되어 있다.
즉, 펠리클(500)은, 프레임 본체(400)를 구비하는 제1 펠리클 프레임(420)과, 제1 펠리클 프레임(420)의 프레임 본체(400)의 일단부면의 측에 지지된 펠리클막(480)을 구비하고 있다. 그리고, 제1 펠리클 프레임(420)과 펠리클막(480)의 사이에, 펠리클막(480)에 접하는 제2 펠리클 프레임(482)을 구비하고 있다.
펠리클(500)은, 복합 부재(490)와 제1 펠리클 프레임(420)을 고정(접합)함으로써 제작되는 것이 바람직하다.
이때, 프레임 본체(400)의 일단부면에 형성된 홈의 내부를, 이 홈에 접속하는 관통 구멍을 통하여 감압할 수 있으므로, 복합 부재(490) 및 제1 펠리클 프레임(420)의 각각의 전방면 및 배면에 접촉하지 않고, 양자를 고정할 수 있다.
또한, 제1 펠리클 프레임(420)에서의 박리 라이너(470)는, 접착제층(462)의 노출면을 보호하기 위해 설치되어 있다.
펠리클(500)을 사용하여 노광 원판을 제작하는 경우에는, 우선, 펠리클(500)의 제1 펠리클 프레임(420)으로부터 박리 라이너(470)를 제거함으로써 접착제층(462)을 노출시키고, 계속해서, 노출된 접착제층(462)에 의해 펠리클과 원판을 고정한다.
상기 복합 부재(490)로서는, 다결정 실리콘막(p-Si막)인 펠리클막(480)과 실리콘 기판인 제2 펠리클 프레임(482)의 복합 부재가 바람직하다. 이러한 복합 부재를 제조하는 방법의 예에 대해서는, 전술한 바와 같다.
상기 프레임 본체(400)로서는, 알루미늄제 또는 알루미늄 합금제의 프레임 부재가 바람직하다.
또한, 접착제층(460)에 포함되는 접착제로서는, 아크릴 수지 접착제, 에폭시 수지 접착제, 폴리이미드 수지 접착제, 실리콘 수지 접착제, 무기계 접착제가 바람직하다.
또한, 접착제층(462)에 포함되는 접착제로서는, 양면 점착 테이프, 실리콘 수지 점착제, 아크릴계 점착제, 폴리올레핀계 점착제가 바람직하다.
<펠리클의 제조 방법>
본 실시 형태의 펠리클의 제조 방법은, 본 실시 형태의 펠리클 프레임과 펠리클막을, 상기 프레임 본체의 상기 일단부면과 상기 펠리클막이 대향하도록 배치하는 배치 공정과, 상기 외주면과 상기 일단부면에 형성된 홈의 벽면과의 사이를 관통하는 관통 구멍을 통하여, 상기 일단부면에 형성된 홈의 내부를 감압함으로써, 상기 펠리클 프레임과 상기 펠리클막을 고정하는 고정 공정을 갖는다.
본 실시 형태의 펠리클의 제조 방법에 따르면, 전술한 바와 같이, 상기 감압에 의해, 펠리클 프레임(프레임 본체)과 펠리클막의 사이에 서로 압박하는 힘을 작용시킬 수 있으므로, 펠리클 프레임 및 펠리클막의 각각의 전방면 및 배면에 접촉하지 않고, 양자를 고정할 수 있다.
본 실시 형태의 펠리클의 제조 방법에 있어서, 고정 공정에서의 감압은, 펠리클 프레임 및 펠리클막이 가압 분위기하에 배치된 상태에서 행하는 것이 바람직하다.
이 형태에 따르면, 펠리클 프레임 및 펠리클막이 배치되는 전체 분위기의 압력과, 홈의 내부의 압력의 차(차압)를 보다 크게 할 수 있으므로, 펠리클 프레임과 펠리클막의 사이에 발생하는, 서로 압박하는 힘을 보다 크게 할 수 있다. 이로 인해, 양자를 보다 용이하게 고정할 수 있다.
상기 서로 압박하는 힘(펠리클 프레임 전체에 가해지는 힘)은 1N 이상이 바람직하고, 2N 이상이 보다 바람직하다.
상기 서로 압박하는 힘(펠리클 프레임 전체에 가해지는 힘)은 10N 이상이 더욱 바람직하고, 20N 이상이 특히 바람직하다.
상기 서로 압박하는 힘(펠리클 프레임 전체에 가해지는 힘)의 상한에는 특별히 제한은 없지만, 생산성 등의 점에서는, 예를 들어 500N, 바람직하게는 400N이다.
상기 제조 방법에 있어서, 전술한 제2 펠리클 프레임을 구비하는 펠리클(예를 들어 전술한 펠리클(500))을 제작하는 경우에는, 상기 배치 공정은, 본 실시 형태의 펠리클 프레임인 제1 펠리클 프레임과, 전술한 복합 부재(펠리클막과 제2 펠리클 프레임의 복합 부재)를, 제1 펠리클 프레임의 프레임 본체의 일단부면과 펠리클막이 제2 펠리클 프레임을 통하여 대향하도록 배치하는 공정이어도 된다.
이 경우의 펠리클의 제조 방법은, 본 실시 형태의 펠리클 프레임인 제1 펠리클 프레임과, 펠리클막과 이 펠리클막에 접하는 제2 펠리클 프레임을 포함하는 복합 부재를, 제1 펠리클 프레임의 프레임 본체의 일단부면과 복합 부재의 제2 펠리클 프레임이 대향하도록 배치하는 배치 공정과, 관통 구멍을 통하여 홈의 내부를 감압함으로써, 제1 펠리클 프레임과 펠리클막을 제2 펠리클 프레임을 통하여 고정하는 고정 공정을 갖는 제조 방법이다.
<노광 원판>
본 실시 형태의 노광 원판은, 본 실시 형태의 펠리클과, 상기 펠리클의 상기 제1 펠리클 프레임의 측에 배치된 원판을 구비한다.
본 실시 형태의 노광 원판은, 본 실시 형태의 펠리클을 구비하므로, 본 실시 형태의 펠리클과 동일한 효과를 발휘한다.
본 실시 형태의 노광 원판에 있어서, 상기 제1 펠리클 프레임의 상기 프레임 본체는, 또한 두께 방향의 타단부면에 형성된 홈과, 외주면과 상기 타단부면에 형성된 홈의 벽면과의 사이를 관통하는 관통 구멍을 갖는 것이 바람직하다. 이 형태의 노광 원판은, 펠리클 및 원판의 각각의 전방면 및 배면에 접촉하지 않고 제조할 수 있다.
여기서, 원판으로서는, 지지 기판과, 이 지지 기판 상에 적층된 반사층과, 반사층 상에 형성된 흡수체층을 포함하는 원판을 사용할 수 있다. 흡수체층이 EUV광 등을 일부 흡수함으로써, 감응 기판(예를 들어, 포토레지스트막을 갖는 반도체 기판) 상에, 원하는 상이 형성된다. 반사층은 몰리브덴(Mo)과 실리콘(Si)의 다층막일 수 있다. 흡수체층은 크롬(Cr)이나 질화탄탈륨 등, EUV광 등의 흡수성이 높은 재료일 수 있다.
<노광 원판의 제조 방법>
본 실시 형태의 노광 원판의 제조 방법은, 본 실시 형태의 펠리클이며, 상기 제1 펠리클 프레임의 상기 프레임 본체가, 또한 두께 방향의 타단부면에 형성된 홈과, 외주면과 상기 타단부면에 형성된 홈의 벽면과의 사이를 관통하는 관통 구멍을 갖는 펠리클과, 원판을, 상기 타단부면과 상기 원판이 대향하도록 배치하는 배치 공정과, 상기 외주면과 상기 타단부면에 형성된 홈의 벽면과의 사이를 관통하는 관통 구멍을 통하여, 상기 타단부면에 형성된 홈의 내부를 감압함으로써, 상기 펠리클과 상기 원판을 고정하는 고정 공정을 갖는다.
본 실시 형태의 노광 원판의 제조 방법에 따르면, 홈의 내부의 감압에 의해, 펠리클과 원판의 사이에 서로 압박하는 힘을 작용시킬 수 있으므로, 펠리클 및 원판의 각각의 전방면 및 배면에 접촉하지 않고, 양자를 고정할 수 있다.
본 실시 형태의 노광 원판의 제조 방법에 있어서, 상기 고정 공정에서의 상기 감압은, 상기 펠리클 및 상기 원판이 가압 분위기하에 배치된 상태에서 행하는 것이 바람직하다.
이 형태에 따르면, 펠리클 및 원판이 배치되는 전체 분위기의 압력과, 홈의 내부 압력의 차(차압)를 보다 크게 할 수 있으므로, 펠리클과 원판의 사이의 서로 압박하는 힘을 보다 크게 할 수 있다. 이로 인해, 양자를 보다 용이하게 고정할 수 있다.
펠리클과 원판의 사이의 서로 압박하는 힘(펠리클 프레임 전체에 가해지는 힘)은 1N 이상이 바람직하고, 2N 이상이 보다 바람직하다.
펠리클과 원판의 사이의 서로 압박하는 힘(펠리클 프레임 전체에 가해지는 힘)은 10N 이상이 더욱 바람직하고, 20N 이상이 특히 바람직하다.
펠리클과 원판의 사이의 서로 압박하는 힘(펠리클 프레임 전체에 가해지는 힘)의 상한에는 특별히 제한은 없지만, 생산성 등의 점에서는, 예를 들어 500N, 바람직하게는 400N이다.
<노광 장치>
본 실시 형태의 노광 장치는, 본 실시 형태의 노광 원판을 구비한다.
이로 인해, 본 실시 형태의 노광 원판과 동일한 효과를 발휘한다.
본 실시 형태의 노광 장치는, 노광광(바람직하게는 EUV광 등, 보다 바람직하게는 EUV광. 이하 동일함)을 방출하는 광원과, 본 실시 형태의 노광 원판과, 상기 광원으로부터 방출된 노광광을 상기 노광 원판으로 유도하는 광학계를 구비하고, 상기 노광 원판은, 상기 광원으로부터 방출된 노광광이 상기 펠리클막을 투과하여 상기 원판에 조사되도록 배치되어 있는 것이 바람직하다.
이 형태에 따르면, EUV광 등에 의해 미세화된 패턴(예를 들어 선 폭 32nm 이하)을 형성할 수 있는 것 외에, 노광광으로서 이물에 의한 해상 불량이 문제가 되기 쉬운 EUV광 등을 사용한 경우라도, 이물에 의한 해상 불량이 저감된 패턴 노광을 행할 수 있다.
<반도체 장치의 제조 방법>
본 실시 형태의 반도체 장치의 제조 방법은, 광원으로부터 방출된 노광광을, 본 실시 형태의 노광 원판의 상기 펠리클막을 투과시켜 상기 원판에 조사하고, 상기 원판에서 반사시키는 스텝과, 상기 원판에 의해 반사된 노광광을, 상기 펠리클막을 투과시켜 감응 기판에 조사함으로써, 상기 감응 기판을 패턴형으로 노광하는 스텝을 갖는다.
본 실시 형태의 반도체 장치의 제조 방법에 따르면, 노광광으로서 이물에 의한 해상 불량이 문제가 되기 쉬운 EUV광 등을 사용한 경우라도, 이물에 의한 해상 불량이 저감된 반도체 장치를 제조할 수 있다.
도 9는, 본 실시 형태의 노광 장치의 일례인, EUV 노광 장치(800)의 개략 단면도이다.
도 9에 도시되는 바와 같이, EUV 노광 장치(800)는, EUV광을 방출하는 광원(831)과, 본 실시 형태의 노광 원판의 일례인 노광 원판(850)과, 광원(831)으로부터 방출된 EUV광을 노광 원판(850)으로 유도하는 조명 광학계(837)를 구비한다.
노광 원판(850)은, 펠리클막(812) 및 펠리클 프레임(814)을 포함하는 펠리클(810)과, 원판(833)을 구비하고 있다. 이 노광 원판(850)은, 광원(831)으로부터 방출된 EUV광이 펠리클막(812)을 투과하여 원판(833)에 조사되도록 배치되어 있다.
원판(833)은, 조사된 EUV광을 패턴형으로 반사하는 것이다.
펠리클 프레임(814) 및 펠리클(810)은, 각각 본 실시 형태의 펠리클 프레임 및 펠리클의 일례이다.
EUV 노광 장치(800)에 있어서, 광원(831)과 조명 광학계(837)의 사이, 및 조명 광학계(837)와 원판(833)의 사이에는, 필터ㆍ윈도우(820 및 825)가 각각 설치되어 있다.
또한, EUV 노광 장치(800)는, 원판(833)이 반사한 EUV광을 감응 기판(834)으로 유도하는 투영 광학계(838)를 구비하고 있다.
EUV 노광 장치(800)에서는, 원판(833)에 의해 반사된 EUV광이, 투영 광학계(838)를 통하여 감응 기판(834) 상으로 유도되고, 감응 기판(834)이 패턴형으로 노광된다. 또한, EUV에 의한 노광은, 감압 조건 하에서 행해진다.
EUV 광원(831)은, 조명 광학계(837)를 향하여 EUV광을 방출한다.
EUV 광원(831)에는, 타깃재와, 펄스 레이저 조사부 등이 포함된다. 이 타깃재에 펄스 레이저를 조사하고, 플라즈마를 발생시킴으로써, EUV가 얻어진다. 타깃재를 Xe라고 하면, 파장 13nm 내지 14nm의 EUV가 얻어진다. EUV 광원이 발하는 광의 파장은 13nm 내지 14nm에 한정되지 않고, 파장 5nm 내지 30nm의 범위 내의 목적에 적합한 파장의 광이면 된다.
조명 광학계(837)는, EUV 광원(831)으로부터 조사된 광을 집광하고, 조도를 균일화하여 원판(833)에 조사한다.
조명 광학계(837)에는, EUV의 광로를 조정하기 위한 복수매의 다층막 미러(832)와, 광 결합기(옵티컬 인테그레이터) 등이 포함된다. 다층막 미러는 몰리브덴(Mo), 실리콘(Si)이 교대로 적층된 다층막 등이다.
필터ㆍ윈도우(820, 825)의 장착 방법은 특별히 제한되지 않고, 접착제 등을 통하여 부착하는 방법이나, 기계적으로 EUV 노광 장치 내에 고정하는 방법 등을 들 수 있다.
광원(831)과 조명 광학계(837)의 사이에 배치되는 필터ㆍ윈도우(820)는, 광원으로부터 발생하는 비산 입자(파편)를 포착하여, 비산 입자(파편)가 조명 광학계(837) 내부의 소자(예를 들어 다층막 미러(832))에 부착되지 않도록 한다.
한편, 조명 광학계(837)와 원판(833)의 사이에 배치되는 필터ㆍ윈도우(825)는, 광원(831)측으로부터 비산하는 입자(파편)를 포착하여, 비산 입자(파편)가 원판(833)에 부착되지 않도록 한다.
또한, 원판에 부착된 이물은, EUV광을 흡수 혹은 산란시키기 때문에, 웨이퍼에 대한 해상 불량을 야기한다. 따라서, 펠리클(810)은 원판(833)의 EUV 조사 에리어를 덮도록 장착되어 있다. EUV광은 펠리클막(812)을 통과하여, 원판(833)에 조사된다.
원판(833)에서 반사된 EUV광은, 펠리클막(812)을 통과하고, 투영 광학계(838)를 통하여 감응 기판(834)에 조사된다.
투영 광학계(838)는, 원판(833)에서 반사된 광을 집광하여, 감응 기판(834)에 조사한다. 투영 광학계(838)에는, EUV의 광로를 조정하기 위한 복수매의 다층막 미러(835, 836) 등이 포함된다.
감응 기판(834)은, 반도체 웨이퍼 상에 레지스트가 도포된 기판 등이며, 원판(833)에 의해 반사된 EUV에 의해 레지스트가 패턴형으로 노광된다. 이 레지스트를 현상하고, 반도체 웨이퍼의 에칭을 행함으로써, 반도체 웨이퍼에 원하는 패턴을 형성한다.
2014년 5월 2일에 출원된 일본 특허 출원 제2014-095425호의 개시는 그 전체가 참조에 의해 본 명세서에 원용된다.
본 명세서에 기재된 모든 문헌, 특허 출원 및 기술 규격은, 개개의 문헌, 특허 출원 및 기술 규격이 참조에 의해 원용되는 것이 구체적이고 또한 개별적으로 기재된 경우와 동일 정도로, 본 명세서 중에 참조에 의해 원용된다.

Claims (19)

  1. 두께 방향의 일단부면이며 펠리클막이 지지되는 측의 일단부면에 형성된 홈과, 외주면과 상기 일단부면에 형성된 홈의 벽면과의 사이를 관통하는 관통 구멍을 갖는 프레임 본체를 구비하는, 펠리클 프레임.
  2. 제1항에 있어서, 상기 프레임 본체는, 두께 방향의 타단부면에 형성된 홈과, 외주면과 상기 타단부면에 형성된 홈의 벽면과의 사이를 관통하는 관통 구멍을 더 갖는, 펠리클 프레임.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 일단부면에 접하는 접착제층을 추가로 구비하는, 펠리클 프레임.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 펠리클 프레임인 제1 펠리클 프레임과,
    상기 제1 펠리클 프레임의 상기 프레임 본체의 상기 일단부면의 측에 지지된 펠리클막을 구비하는, 펠리클.
  5. 제4항에 있어서, 상기 펠리클막이 결정 실리콘, 다이아몬드 라이크 카본, 그래파이트, 아몰퍼스 카본, 그래핀, 탄화규소, 질화규소 및 질화알루미늄으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 무기계 재료를 포함하는, 펠리클.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 펠리클막의 두께가 10nm 내지 200nm인, 펠리클.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 펠리클 프레임과 상기 펠리클막의 사이에, 상기 펠리클막에 접하는 제2 펠리클 프레임을 구비하는, 펠리클.
  8. 제7항에 있어서, 상기 펠리클막으로서의 실리콘 결정막과 상기 제2 펠리클 프레임으로서의 프레임 형상의 실리콘 기판으로 이루어지는 복합 부재를 구비하는, 펠리클.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 펠리클 프레임과 펠리클막을, 상기 프레임 본체의 상기 일단부면과 상기 펠리클막이 대향하도록 배치하는 배치 공정과,
    상기 외주면과 상기 일단부면에 형성된 홈의 벽면과의 사이를 관통하는 관통 구멍을 통하여, 상기 일단부면에 형성된 홈의 내부를 감압함으로써, 상기 펠리클 프레임과 상기 펠리클막을 고정하는 고정 공정을 갖는, 펠리클의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 고정 공정에서의 상기 감압은, 상기 펠리클 프레임 및 상기 펠리클막이 가압 분위기하에 배치된 상태에서 행하는, 펠리클의 제조 방법.
  11. 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 펠리클과,
    상기 펠리클의 상기 제1 펠리클 프레임의 측에 배치된 원판을 구비하는, 노광 원판.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1 펠리클 프레임의 상기 프레임 본체는, 두께 방향의 타단부면에 형성된 홈과, 외주면과 상기 타단부면에 형성된 홈의 벽면과의 사이를 관통하는 관통 구멍을 더 갖는, 노광 원판.
  13. 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 펠리클이며, 상기 제1 펠리클 프레임의 상기 프레임 본체가, 또한 두께 방향의 타단부면에 형성된 홈, 및 외주면과 상기 타단부면에 형성된 홈의 벽면과의 사이를 관통하는 관통 구멍을 갖는 펠리클과, 원판을, 상기 타단부면과 상기 원판이 대향하도록 배치하는 배치 공정과,
    상기 외주면과 상기 타단부면에 형성된 홈의 벽면과의 사이를 관통하는 관통 구멍을 통하여, 상기 타단부면에 형성된 홈의 내부를 감압함으로써, 상기 펠리클과 상기 원판을 고정하는 고정 공정을 갖는, 노광 원판의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 고정 공정에서의 상기 감압은, 상기 펠리클 및 상기 원판이 가압 분위기하에 배치된 상태에서 행하는, 노광 원판의 제조 방법.
  15. 제11항 또는 제12항에 기재된 노광 원판을 구비하는, 노광 장치.
  16. 노광광을 방출하는 광원과,
    제11항 또는 제12항에 기재된 노광 원판과,
    상기 광원으로부터 방출된 노광광을 상기 노광 원판으로 유도하는 광학계를 갖고,
    상기 노광 원판은, 상기 광원으로부터 방출된 노광광이 상기 펠리클막을 투과하여 상기 원판에 조사되도록 배치되어 있는, 노광 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 노광광이 EUV광인, 노광 장치.
  18. 광원으로부터 방출된 노광광을, 제11항 또는 제12항에 기재된 노광 원판의 상기 펠리클막을 투과시켜 상기 원판에 조사하고, 상기 원판에서 반사시키는 스텝과,
    상기 원판에 의해 반사된 노광광을, 상기 펠리클막을 투과시켜 감응 기판에 조사함으로써, 상기 감응 기판을 패턴형으로 노광하는 스텝을 갖는, 반도체 장치의 제조 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 노광광이 EUV광인, 반도체 장치의 제조 방법.
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